Metabolismo Livro Ciclo de Krebs

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Metabolismo 
1 CICLO DE KREBS 
Para que toda a via metabólica tenha continuidade e para que a mitocôndria seja a principal geradora 
das coenzimas reduzidas, NADH e FADH, o ciclo de Krebs passa ser uma via essencial para a oxidação de 
TODOS os nutrientes, carboidratos, lipídeos e proteínas. 
Assim, na matriz da mitocôndria existem uma série de reações que existem com a finalidade de gerar 
cada vez mais coenzimas reduzidas para alimentar a CTE. Este conjunto de reações são chamadas de 
Ciclo do ácido cítrico ou ciclo dos ácidos tricarboxílicos ou ciclo de Krebs. 
Este conjunto de reações da matriz mitocondrial tem início a partir de duas moléculas: AcetilCoenzima A 
(Acetil-CoA) e oxaloacetato. 
 
 
 
Figura 1 – Modelo Esquemático do ciclo de Krebs. 
 
Vamos então partir dos carboidratos para entender o processo. 
A molécula de glicose quando invade o citoplasma das células é transformada sucessivamente até 
piruvato. Ou seja, a glicose (C6) será degradada no citoplasma até 2 moléculas de piruvato (C3), gerando 
4 ATPs e 2 NADH = total de 9 ATPs. 
Estas 2 moléculas de piruvato ainda devem ser totalmente oxidadas para que seja gerado o CO2, pois a 
oxidação completa gera CO2 e H2O. 
Então, as moléculas de piruvato poderão entrar por um transportador específico para o interior da matriz 
mitocondrial. Após esta entrada, um complexo de enzimas faz a descarboxilação do piruvato, gerando 1 
NADH reduzido para cada piruvato transformado em Acetil-CoA. Este NADH reduzido, será descarregado 
na CTE e será capaz de gerar 2,5 mols de ATP. Uma molécula de CO2 será eliminada para cada piruvato 
transformado. 
 
 
 
Figura 2: Transformação do piruvato em Acetil-CoA. Esta transformação ocorre na mitocôndria. A 
molécula de piruvato, em vermelho, será descarboxilada pelo complexo enzimático da priruvato 
descarboxilase, que utiliza como coenzimas a vitamina TPP (TPP-Tiamina pirofosfato), ácido lipóico e o 
NADH. O produto final, será a molécula de acetil, acoplada a uma outra molécula chamada de Coenzima 
A (SCoA, em azul). 
 
Uma vez gerada a molécula de Acetil-CoA, daremos início ao ciclo de Krebs. Para iniciar o ciclo, uma 
molécula de Acetil-CoA é somada a uma molécula de oxaloacetato, o qual possui 4 carbonos. O produto 
desta reação enzimática gera uma molécula de citrato. Teremos então o início de uma volta completa no 
ciclo. Durante estas transformações, todas enzimáticas, temos momentos marcantes, ver na figura 1. 
A primeira delas é a geração de -cetoglutarato, onde esta transformação (de isocitrato em alfa-ceto 
glutarato) libera 1 CO2 e gera 1 NADH reduzido. Outros momentos importantes são: 
 Transformação do -cetoglutarato em Succinil-CoA, que gera 1 NADH reduzido e libera 1 CO2; 
 Transformação de Succinil-CoA em Succinato, que gera 1 mol de GTP; 
 Transformação de Succinato em Fumarato, que gera 1 FADH reduzido; 
 Transformação de Malato em Oxaloacetato, que gera 1 NADH reduzido; 
 
Assim, a liberação de CO2 e oxidação completa do piruvato ocorre em 3 etapas: passagem do Piruvato 
para Acetil-CoA; passagem do Isocitrato para -ceto glutarato e a passagem de -cetoglutarato para 
Succinil-CoA. Nestas 3 reações, os 3 carbonos do piruvato são completamente oxidados a CO2. 
Ao final do ciclo, recuperamos nosso oxaloacetato, molécula inicial e fundamental, e somos capazes de 
gerar a cada 1 Acetil-CoA que ingressa no ciclo 3NADH reduzidos, 1 FADH reduzido e 1 GTP, que totalizam 
o potencial médio de produção de 10 ATPs a cada volta. Estamos na Matriz da mitocôndria!!!! Então todas 
as coenzimas NADH e FADH reduzidas serão potencialmente geradoras de energia. 
As moléculas que compõem o ciclo de krebs são úteis não só para obtenção de energia mas para outras 
rotas metabólicas também, logo dizemos que ele tem várias funções, tanto de degradação quanto de 
síntese = anaplerose. 
Para a síntese: uma parte do Succinil-CoA que está no ciclo pode ser utilizado para a formação do grupo 
prostético da hemoglobina, a ferroprotoporfirina IX. 
2 FATORES QUE AFETAM O CICLO DE KREBS 
Todas as formas que alteram o funcionamento da CTE alteram o trabalho do ciclo de Krebs (CK). Ou seja, 
quando a CTE não consegue oxidar as moléculas de FADH e NADH reduzidas, elas não poderão ser 
utilizadas no Ciclo de Krebs. Os inibidores da CTE afetam o trabalho do CK. 
O íon cálcio serve como estímulo, assim como os níveis de ADP. Quando os níveis de Cálcio e de ADP 
estão altos no citoplasma, significa que a célula tem necessidade de energia elevada, por isso estas 
moléculas estimulam as principais enzimas do CK que são alostéricas. 
 
Figura 3: Esquema de produção de Acetil-CoA para alimentação do Ciclo de Krebs. Observem que 
podemos obter o Acetil-CoA de todas as macromoléculas, carboidratos, lipídeos (ácidos graxos) e 
proteínas (aminoácidos). 
3 EXCESSO DE ACETIL-COA 
Quando nosso corpo está em intenso trabalho de oxidação, geramos uma concentração muito grande 
de Acetil-CoA. Esta molécula é o início do CK, mas para que ele trabalhe devemos ter 2 outros fatores, 
necessidade de produção de ATP, ou seja, os níveis de ADP devem estar elevados, e quantidade de 
oxaloacetato suficiente. 
Quando isso não ocorre, o excesso de acetil-CoA será convertido em citrato e este sairá da matriz da 
mitocôndria em direção ao citoplasma. Uma vez no citoplasma, o citrato se degrada e libera o Acetil-CoA 
novamente. Com isso, este excesso de Acetil-CoA começa a formar outras moléculas. 
O excesso de Acetil-CoA no citoplasma é capaz de formar, simultaneamente: 
a) Corpos cetônicos (Acetoacetato, -hidroxibutirato e Acetona); 
b) Dar início a formação de Malonil-CoA que inicia a síntese de ácidos graxos; 
c) Dar início a síntese de colesterol. 
 
 
 
 
 
 
Figura 4: Esquema de geração dos corpos cetônicos. Estas moléculas são responsáveis pelo coma 
diabético, que provoca um quadro de acidose metabólica pois reduzem o pH da corrente sanguínea 
quando produzidos em elevada proporção.